CN109075830B - 关联站点之间无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

AP可以生成独有8比特值，并且填充16比特AID字段中的8个最高位(most significant bit，MSB)以形成EDMG BSS AID。波束成形可以包括：站点执行扇区级扫描(sector level sweep，SLS)过程，所述SLS过程包括：使用天线扇区中的对应天线扇区依次向另一站点传输多个短扇区扫描(sector sweep，SSW)帧，以及依次从所述另一站点接收多个短SSW帧，所述短SSW帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联ID(receiver address association ID，RA AID)和发送地址关联ID(transmitter address association ID，TA AID)。所述独有8比特值可以用作AP AID。

Description

关联站点之间无线通信方法
相关申请案交叉申请
本专利申请要求2016年4月15日递交的发明名称为“用于启用的关联站点之间的SLS波束成形过程的短SSW帧格式(SHORT SSW FRAME FORMAT FOR SLS BEAMFORMINGPROCESS BETWEEN ENABLED,ASSOCIATED STATIONS)”的第62/323,070号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文本中。本专利申请要求2016年5月3日递交的发明名称为“用于启用的关联站点之间的SLS波束成形过程的短SSW帧格式(SHORT SSW FRAME FORMAT FOR SLS BEAMFORMING PROCESS BETWEEN ENABLED,ASSOCIATED STATIONS)”的第62/331,113号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文本中。本专利申请要求2016年11月28日递交的发明名称为“用于启用的关联站点之间的SLS波束成形过程的短SSW帧格式(SHORT SSW FRAMEFORMAT FOR SLS BEAMFORMING PROCESS BETWEEN ENABLED,ASSOCIATED STATIONS)”的第15/361,717号美国专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文本中。
技术领域
这些改进大体涉及无线通信网络领域，更具体地，涉及60GHz毫米波频段中的定向通信协议。
背景技术
无线LAN等无线通信网络可以支持启用网络的站点(station，STA)通过无线通信经由接入点(access point，AP)接入网络。接入点(access point，AP)通常也被认为是一种STA。
标准制定组织提供标准，各制造商的设备可以通过这些标准相互通信。
IEEE 802.11标准控制局域网中的无线连接。IEEE 802.11规定了一个由单个AP12组成的基本服务集(basic service set，BSS)10，单个AP 12具有一个或多个关联STA(associated STA，A-STA)14、14'，如图1所示。图2图式化示例STA 20，并且可以看出示例STA20具有一个或多个处理器22、存储器24以及一个或多个无线电收发器26，其中每个无线电收发器26通常具有发射器28、接收器30以及一个或多个天线。
因此，每个STA 14、14'可以具有到无线介质(wireless medium，WM)的唯一可寻址媒体接入控制(medium access control，MAC)和物理层(physical layer，PHY)接口。IEEE包括用于关联启用的STA14和AP 12从而使得启用的STA 14成为关联STA(associated STA，A-STA)的规范。在此过程中，IEEE 802.11定义了MAC帧头中的接收地址(receiveraddress，RA)和发送地址(transmitter address，TA)。IEEE还包括用于处理具有重叠范围的BSS(可以称为OBSS—未示出)的规范。
更具体地，称为IEEE 802.11ad的修正案IEEE 802.11ad-2012解决了无线通信在60GHz“毫米”波频段中的使用问题，60GHz“毫米”波频段是一种未经全球授权的频段，从而使其可以在局域网(local area network，LAN)中使用。特别是，60GHz频段中的通信尽管是定向的且衰减大(短距离)，但被认为在替代有线连接(例如，以太网)和提供数千兆位传输速度方面具有强大潜力。
根据IEEE 802.11ad，站点之间的无线通信具有一种可以称为信标间隔(beaconinterval，BI)40的格式。图3图式化BI 40。可以看出，BI 40通常包括信标传输间隔(beacontransmission interval，BTI)42、联合波束成形训练(associating beamformingtraining，A-BFT)44和数据传输间隔(data transmission interval，DTI)46。BTI 42用于AP发现目的，更具体地，用于AP侧扇区扫描发射天线波束成形训练目的。A-BFT 44可以主要用于STA侧扇区扫描发射天线波束成形训练目的。DTI 46可以用于进一步的波束成形训练以及用于数据通信。例如，BI40还可以包括通告传输间隔(announcement transmissioninterval，ATI)(未示出)等额外间隔，ATI可以紧挨在DTI 46之前。
根据IEEE 802.11ad，STA14、14'可以称为定向多千兆位(directional multi-gigabit，DMG)STA，信标可以称为DMG信标。根据IEEE 802.11ad，AP 12有时称为个人BSS(personal BSS，PBSS)控制点(PBSS control point，PCP)。这两种表达将在本说明书中互换使用。
DMG通信通常涉及具有多个天线扇区的STA。不同天线扇区在不同方向提供不同的性能。IEEE 802.11ad包括波束成形(beamforming，BF)规范，BF规范是指对定向链路进行‘训练’以满足所需链路预算的过程。这些规范包括如图4所示的扇区级扫描(sector levelsweep，SLS)过程50。发起SLS 50的站点称为发起方，而另一站点称为响应方。在SLS 50期间，对发起方天线扇区和响应方天线扇区的不同组合进行测试以找到令人满意的组合。更具体地，在SLS的第一阶段，发起方天线的不同扇区按顺序发射扇区扫描(sector sweep，SSW)帧52(或者有时称为BF帧)。例如，可以在BI 40的信标传输间隔(beacon transmissioninterval，BTI)42部分期间执行SLS的第一阶段。
在SLS 50的第二阶段，响应方通过其不同的天线扇区按顺序传输SSW帧54。由响应方发射的SSW帧54包括与从发起方的不同扇区接收到的信号的强度有关的反馈。例如，可以在BI 40的A-BFT 44或DTI 46期间执行SLS 50的第二阶段。
在第三阶段，发起方可以向响应方传输SSW反馈(SSW feedback，SSW-FB)56。SSW-FB指示从响应方的不同天线扇区以及所选扇区和天线接收到的信号的强度。
在第四阶段，响应方可以发送SSW-FB 58的确认。SLS过程50可以确定用于启用有效定向通信的扇区组合。
SLS过程50之后通常是波束优化流程(beam refinement procedure，BRP)，该流程可以搜索找到给定扇区组合的最优参数。可以执行波束跟踪以在数据传输期间检查并尝试校正信号质量。图5描绘了802.11ad的8.3.1.16中定义的标准SSW帧60，标准SSW帧60具有26个字节。
由于在SLS 50期间发起方和响应方均重复使用SSW帧60，因而字段(即，比特数)侧直接与带宽利用率相关。因此，最好在维持SSW帧格式60的功能的同时限制该帧格式的大小，并在一定程度上，该帧格式引起标准的最终演变。就IEEE 802.11ad而言，当AP 12为发起方而关联STA 14为响应方时，SSW帧60的若干字段未使用。因此，仍有改进空间。
名称为“11ay中的短SSW格式(Short SSW Format for 11ay)”的文档IEEE802.11-16/0416-01-00于2016年3月14日提交。该文档在11ay修正案的上下文中提交，该修正案旨在以11ad为基础。该文档提出在确定两个站点均支持短SSW帧65能力时提供该能力，该能力可以用于替代11ad标准SSW帧60。根据11ay，提供具有无线电发射器的STA 12、14、14'，能够传输和接收增强型DMG(enhanced DMG，EDMG)物理层(physical layer，PHY)协议数据单元(protocol data unit，PPDU)。因此，这种短SSW帧能力可要求进行SLS的两个STA均为EDMGSTA。图6展示了本文档中提出的短SSW格式65，短SSW格式65具有6个字节。所提出的短SSW帧格式65可以描述为其中压缩或删除了若干字段的标准SSW帧格式60。
事实上，非短SSW帧格式60包括接收地址62(48比特)和发送地址64(48比特)。所提出的短SSW帧格式65包括16比特寻址字段66，用来代替非短SSW帧格式60中的96个比特。应注意，该提案未定义短SSW格式中的寻址字段格式66。
虽然有关60GHz波频段的现有协议和提案在一定程度上令人满意，但是仍有改进空间。
发明内容
根据一方面，11ay提供了一种短SSW帧格式中的寻址字段格式。所述寻址字段格式68在图7中示出，并且指定使用与8比特发送地址关联ID(transmitter addressassociation ID，TA AID)相邻的8比特接收地址关联ID(receiver address associationID，RA AID)。所述寻址字段格式68可以用来填充文档IEEE 802.11-16/0416-01-00中提出的短SSW帧格式65中的16比特寻址字段66。
在至少一些场景中，例如与使用散列方案填充所述16比特字段相比，所述寻址字段格式68可以降低碰撞概率。
根据11ad，AP的AID设置为零。STA的AID由所述AP分配，并且可以从所述AP传送到所述STA(例如，在关联过程期间)。例如，可以在BTI期间通过能力信元传送所述STA AID。图8A展示了示例能力信元70。可以看出，所述示例能力信元70具有总长度为16比特的关联ID(association ID，AID)字段72。该关联ID字段72旨在用作A-STA AID字段。为此，只使用所述16比特AID字段72中的8个LSB 74，而将8个MSB 76预留用于EDMG并且设置为零。在一些替代场景中，可能在操作信元中传送所述STA AID。
在重叠BSS(overlapping BSS，OBSS)中执行SLS时，存在与所有AP AID均相同(例如，设置为零)的场景相关的给定假正概率。经发现，通过向各AP分配独有AID，至少在一些场景中可以降低该假正概率。
根据另一方面，提供了一种独有关联ID可以用于AP的方法。该关联ID可以是独有的。更具体地，所述AID可以是独有的，给定OBSS中运行的所有AP的所述AID至少有很大的概率不相同。通过这种方式，与例如所有AP具有相同AID的场景相比，在OBSS中操作时的假正概率可以降低。所述方法可以包括指示所述AP向自身分配独有AID。例如，该过程可能涉及使所述AP生成AID并将所述AID存储在所述AP的所述存储器内的给定字段中。例如，所述APAID可以随机生成，或者使用着色方案生成。可替代地，可以复制现有ID的独有部分用作所述AP AID。例如，可以复制所述BSS ID的48个比特中的独有部分，例如8个MSB或8个LSB，用作所述AP AID。所述AP AID可以通过无线介质从所述AP传送到STA。所述STA可以从所述AP接收所述AP AID并将其存储在所述STA的存储器中。
经发现，至少在一些场景中，可能通过所述AP AID的所述8个比特包含在16比特AID字段中的8个MSB内来将所述独有AP AID从所述AP传送到所述STA。例如，可以将所述APAID包含在图8B所示的能力信元80中的所述16比特AID字段82的8个MSB内。因此，可以修改所述能力信元70以包括所述AP AID。在这种场景中，所述AP AID可以称为EDMG BSS AID78。至少在一些实施例中，这两种表达可以互换使用。换言之，预期在SLS中使用的所述APAID可以用作所述EDMG BSS AID，包括除SLS之外的任何合适用途。此外，例如在这种场景中，所述能力信元可以称为EDMG能力信元80。在一些场景中，可能在所述操作信元等另一信元的字段中传送所述独有AP AID。
例如，在所述BI的ATI或DIT期间，可以将所述EDMG能力信元80从所述AP传输到所述STA。在所述关联过程期间，例如通过使所述EDMG BSS AID 78成为信标的一部分可以将所述EDMG BSS AID 78从所述AP传送到另一STA。可以将所述EDMG BSS AID 78和所述STA的AID 74一起传送到另一STA。这可以通过例如为所述AP AID/EDMG BSS AID 78使用16比特AID字段中的8个MSB以及为所述STA AID 74使用所述16比特AID字段中的8个LSB来完成。在一些实施例中，如果合适，可以将所述16比特AID字段放在除所述能力信元之外的单独管理帧中从所述AP传送到所述STA。
使用期间，所述16比特AID字段格式的这8个MSB可以由所述AP在所述AP的存储器中填充，很有可能填充为非零值，稍后供所述AP使用。所述STA可以从所述AP接收所述EDMGBSS AID并将其存储在所述STA的存储器中。随后，所述STA可以将所述EDMG BSS AID在SLS期间用作AP AID或者用于其它用途。该EDMG BSS AID可以为非零值，并且在OBSS中操作时可以以降低假正概率的方式进行设置。例如，所述EDMG BSS AID可以是由所述AP随机生成独有值；或者由所述AP使用着色方案或者另一合适方案生成；或者由所述AP复制BSS ID等现有ID的独有部分进行定义。所述AP AID可以用作EDMG BSS AID，反之亦然。在一些实施例中，这两种表达可以是同义词。
根据一方面，提供了一种具有处理器、存储器和无线电收发器的站点。启用所述站点用于通过使用扇区级扫描(sector level sweep，SLS)过程与另一站点进行波束成形。所述SLS过程包括：使用不同天线扇区组合向所述另一站点传输扇区扫描(sector sweep，SSW)帧以及从所述另一站点接收所述SSW帧。所述站点能够将短SSW帧用作所述SSW帧。所述短SSW数据帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联ID(receiveraddress association ID，RA AID)和发送地址关联ID(transmitter addressassociation ID，TA AID)。
所述RA AID和所述TA AID可以各具有8个比特，并且在所述短SSW帧中可以相互邻近。
所述站点可以是用户设备(user equipment，UE)，其中所述UE用于：在与接入点(access point，AP)关联后接收地址关联ID(STA AID)，并取决于所述UE在所述SLS过程的给定步骤期间是在接收还是在传输将所述STA AID用作所述RA AID和所述TA AID中的一个。
所述UE还可以用于：在与所述接入点的所述关联后接收AP地址关联ID(APaddress association ID，AP AID)，并在与所述AP执行所述SLS过程时将所述AP AID用作所述RA AID和所述TA AID中的另一个。
所述用户设备可以是移动设备。
所述站点可以是接入点(access point，AP)，其中所述AP用于：向自身分配独有AP地址关联ID(AP address association ID，AP AID)，传送所述独有AP AID，并取决于所述AP在所述SLS过程的给定步骤期间是在接收还是在传输将所述AP AID用作所述RA AID或所述TA AID。
所述AP AID可以由所述AP随机生成。
所述AP AID可以由所述AP使用散列方案生成。
所述散列方案可以是基于所述AP的BSS ID的着色方案。
所述AP可以用于：将所述AP AID存储为所述AP的BSS AID的8个MSB。
所述AP可以用于：在关联过程期间向所述另一站点分配地址关联ID(STA AID)，在所述关联过程期间向所述另一站点传送所述AP AID，以及在与所述另一站点执行SLS时将所述STA AID用作所述RA AID和所述TA AID中的另一个。
所述站点可用于：将非短SSW帧用作所述SSW数据帧，其中所述短SSW帧的使用可以视所述另一站点是否具有短SSW帧能力而定。
所述站点可以是EDMG站点，在所述另一站点中启用短SSW帧能力可以视所述另一站点是否可以用作EDMG站点而定。
所述短SSW帧格式具有6个字节且依次包括：用于包类型的2比特、用于RA AID的8比特、用于TA AID的8比特、用于CDOWN的11比特、用于RF链ID的2比特、用于短SSW反馈的11比特、用于方向的1比特、预留的1比特，以及用于FCS的4比特。
根据另一方面，提供了一种具有多个天线扇区的站点与另一站点之间的波束成形的过程。所述站点执行扇区级扫描(sector level sweep，SLS)过程。所述SLS过程包括：使用对应的天线扇区依次向所述另一站点传输多个短扇区扫描(sector sweep，SSW)帧。所述SLS过程还包括：依次从所述另一站点接收多个所述短SSW帧。所述短SSW帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联ID(receiver address association ID，RA AID)和发送地址关联ID(transmitter address association ID，TA AID)。
所述过程可以还包括：在上文描述的所述接收步骤之后，基于所述RA AID和所述TA AID之一与所述站点的先前指定AID的比较确定所述另一站点的所述AID。
所述站点可以是非AP站点，所述另一站点也可以是非AP站点，其中所述非AP站点和所述另一非AP站点均与基本服务集(basic service set，BSS)中的AP站点关联。
所述RA AID和所述TAAID各具有8个比特，并且在所述短SSW格式中相互邻近。
所述站点可以是用户设备，而所述另一站点可以是AP。所述过程还可以包括：在执行所述SLS过程之前，所述用户设备在与所述接入点(access point，AP)关联后接收站点地址关联ID(station address association ID，STA AID)，并且取决于所述用户设备在所述SLS过程的给定步骤期间是在接收还是在传输将所述STA AID用作所述RA AID或所述TAAID。
所述过程还可以包括：所述用户设备在所述关联后接收AP地址关联ID(APaddress association ID，AP AID)，以及在与所述AP执行所述SLS过程时可按需要将所述AP AID用作所述RA AID或TA AID。
所述另一站点可以在EDMG能力信元内接收EDMG BSS AID形式的所述AP AID。
所述另一站点可以在紧邻所述STA AID的8比特字段提供的8比特字段中接收所述AP AID。
所述另一站点可以在与所述AP关联期间接收所述AP AID。
所述另一站点可以在波束成形期间接收所述AP AID。
所述另一站点可以在信标传输间隔期间接收所述AP AID。
所述站点可以是接入点(access point，AP)。所述过程还可以包括：在执行所述SLS过程之前，所述AP向自身分配独有地址关联ID(AP AID)，并且取决于所述AP在所述SLS过程的给定步骤期间是在接收还是在传输将所述AP AID用作所述RA AID或所述TA AID。
所述过程还可以包括：所述AP随机生成所述AP AID并将所述AP AID存储在存储器内的所述AP AID的字段中。
所述过程还可以包括：所述AP使用散列方案生成所述AP AID并将所述AP AID存储在存储器内的所述AP AID的字段中。
所述散列方案可以是基于所述AP的BSS ID的着色方案。
所述过程还可以包括：所述AP在存储器内的所述AP AID的字段中复制BSS ID的独有部分。
所述过程还可以包括：在执行所述SLS之前，所述AP向所述另一站点分配地址关联ID(STA AID)并向所述另一站点传送所述AP AID。所述过程还可以包括：所述AP在与所述另一站点执行SLS时可按需要将STA AID用作所述RA AID或所述TA AID。
所述过程可以进一步确定所述另一站点可以启用短SSW帧能力并且选择所述短SSW帧格式而不是非短SSW帧格式以便与所述另一站点执行所述SLS过程。
所述站点可以是EDMG站点，在所述另一站点中启用短SSW帧能力可以视所述另一站点是否也可以是EDMG站点而定。
所述短SSW帧格式可以具有6个字节且依次包括：用于包类型的2比特、用于RA AID的8比特、用于TA AID的8比特、用于CDOWN的11比特、用于RF链ID的2比特、用于短SSW反馈的11比特、用于方向的1比特、预留的1比特，以及用于FCS的4比特。
根据一方面，提供了一种准备接入点(access point，AP)和另一站点之间的通信的过程，所述AP在存储器中存储有16比特关联ID(association ID，AID)字段，其中所述16比特AID字段中的8个最低位(least significant bit，LSB)用作所述另一站点的所述AID(STA AID)，所述过程包括：所述AP使用独有8比特值填充所述16比特AID字段中的8个最高位(most significant bit，MSB)。
填充所述16比特AID字段中的8个MSB的步骤可以包括：将零值编辑为所述AP AID的所述独有值。
所述过程还可以包括：所述AP随机生成所述AP AID的所述独有8比特值。
所述过程还可以包括：所述AP使用散列方案生成所述AP AID的所述8比特值。
所述散列方案可以是基于所述BSS ID的着色方案。
所述填充所述16比特AID字段中的8个MSB的步骤包括：复制所述存储器中存储的48比特基本服务集ID的独有连续8比特部分。
所述过程还可以包括：所述AP向所述另一站点传送所述16比特AID字段。
所述传送步骤可以在将所述另一站点与所述BSS关联的步骤的上下文中执行。
所述传送步骤可以在信标传输间隔的上下文中执行。
所述传送步骤可以包括：传送所述16比特AID字段以及站点地址关联ID(stationaddress association ID，STA AID)。
所述传送步骤可以包括：在EDMG能力信元中传送所述16比特AID字段。
所述EDMG能力信元可以具有用于单元ID的1比特、用于长度的1比特、用于STA地址的6比特、用于EDBG BSS AID的1比特；用于AID的1比特、用于EDMG STA能力信息的8比特以及用于EDMG PCP/AP能力信息的2比特。
所述传送步骤可以包括：通过DMG信标传送所述16比特AID字段。
所述传送步骤可以包括：在关联或重新关联响应帧中传送所述16比特AID字段。
所述传送步骤可以包括：在授权确认帧中传送所述16比特AID字段。
所述传送步骤可以包括：在探测响应帧中传送所述16比特AID字段。
所述传送步骤可以包括：在信元中传送所述16比特AID字段。
所述信元可以是扩展调度单元、多BSSID单元、非传输BSSID能力单元和/或DMGBSS参数变更单元。
所述传送步骤可以包括：通过将所述16比特AID字段包含在管理帧内来传送所述16比特AID字段。
所述过程还可以包括：所述AP执行扇区级扫描(sector level sweep，SLS)过程以及所述AP取决于所述AP在所述SLS过程的给定步骤期间是在接收还是在传输将所述EDMGBSS AID用作所述RA AID或所述TA AID，所述SLS过程包括：使用所述天线扇区中的对应天线扇区依次向所述另一站点传输多个短扇区扫描(sector sweep，SSW)帧，以及依次从所述另一站点接收多个所述短SSW帧，所述短SSW帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联ID(receiver address association ID，RA AID)和发送地址关联ID(transmitter address association ID，TA AID)。
所述过程还可以包括：在执行所述SLS之前，所述AP向所述另一站点分配地址关联ID(STA AID)以及向所述另一站点传送所述AP AID。
所述过程还可以包括：所述AP在与所述另一站点执行SLS时可按需要将STA AID用作所述RA AID或TA AID。
根据一方面，提供了一种准备接入点(access point，AP)与另一站点之间的通信的过程。在所述过程中，所述AP具有存储在存储器中的16比特关联ID字段，其中所述16比特AID字段中的8个最低位(least significant bit，LSB)为独有值，用作所述另一站点的所述AID(STA AID)。此外，所述16比特AID字段中的8个最高位(most significant bit，MSB)为独有8比特值，用作所述AP的所述AID(AP AID)。所述过程可包括：所述另一站点从所述AP接收所述16比特AID字段。
所述另一站点可以在EDMG能力信元中接收所述16比特AID。所述AP AID可以在所述EDMG能力信元内以EDMG BSS AID形式提供。
所述另一站点可以在与所述AP关联的上下文中接收所述16比特AID。
所述另一站点可以在波束成形期间接收所述16比特AID。
所述另一站点可以在信标传输间隔期间接收所述16比特AID。
在阅读本发明后，与当前改进有关的许多其它特征及其组合将向本领域技术人员呈现。
附图说明
在附图中：
图1是根据现有技术的显示基本服务集(basic service set，BSS)的示意图；
图2是根据现有技术的可以被启用用作图1的BSS中的关联站点或接入点站点的站点的示意图；
图3是根据现有技术的可以在BSS的站点之间的无线通信中使用的信标间隔格式的示意图；
图4是根据现有技术的可以用于BSS内的两个进行无线通信的站点之间的波束成形的扇区级扫描(sector level sweep，SLS)过程的示意图；
图5是根据现有技术的显示如根据IEEE 802.11ad定义的在SLS中使用的扇区扫描(sector sweep，SSW)帧格式的示意图；
图6是根据现有技术的显示所提出的短SSW帧格式的示意图，其中寻址字段格式未指定；
图7为具有双AID寻址字段格式的短SSW帧格式的示意图，短SSW帧格式在IEEE802.11ay下使用；
图8A是示例能力信元；
图8B是用于将AP AID从AP传送到A-STA的示例能力信元；
图9A和图9B是列出各种数量的重叠BSS的假正概率计算的表，每个BSS的站点数量不同，其中，图9A展示了散列寻址字段格式，图9B展示了双AID寻址字段格式；
图10A至图10D以图形形式展示了图9A和图9B的表中的值。
图11A展示了散列寻址字段格式中的解码序列，图11B展示了双AID寻址字段格式中的解码序列。
具体实施方式
图1所示为基本服务集(basic service set，BSS)10的示例，BSS 10可以具有两个或更多站点(station，STA)12、14、14'。STA 12、14、14'可以能够在60GHz频段中相互进行无线通信，例如，用于定向多千兆位(directional multi-gigabit，DMG)无线通信。图1中的站点12、14、14'之一是接入点(access point，AP)12。根据802.11ad，AP 12也可以称为PBSS控制点(PBSS control point，PCP)。其它站点是非AP STA 14、14'。
在允许与BSS 10内的其它站点12、14'通信之前，非AP STA 14必须与AP 12执行关联过程。在该过程中，为非AP STA 14分配了一个关联ID(association ID，AID)。在一些实施例中，AP 12永久关联。因此，当发起SLS时，AP没有必要具有AID。将如下文详细描述，AP12可以用于为自身分配AID。
非AP站点14、14'可以具有不同形式，统称为用户设备(User Equipment，UE)，并且可以是笔记本电脑、平板电脑等移动设备或者智能手机、PDA等手持式设备。非AP站点14、14'也可以是手表、电视、视频游戏控制台、控制器、智能锁系统或者物联网(Internet ofthings，IOT)领域中的其它设备等连接对象。例如，非AP站点14、14'一旦关联，可以通过AP12访问互联网16，或者允许相互通信并形成网络。
图2所示为站点20的示例，启用站点20用于无线通信。站点20通常具有一个或多个处理器22、存储器24以及一个或多个无线电系统26。无线电系统通常包括连接到一个或多个天线32的发射器子系统28和接收器子系统30。通常，为60G Hz频段中的定向多千兆位(directional multi-gigabit，DMG)无线通信启用的站点将具有不止一个天线扇区，无线连接将通过波束成形过程进行训练。
根据IEEE 802.11ad，波束成形过程包括图4中图式化的扇区级扫描过程(sectorlevel sweep，SLS)50，该SLS过程50允许两个通信站点选择天线扇区的有利组合。两个站点之一将用作发起方并开始传输扇区扫描(sector sweep，SSW)帧52序列，SSW帧序列由用作响应方的另一站点接收。在这个初始阶段后，响应方传输由发起方接收的SSW帧54序列。在许多情况下，AP用作发起方，但并不总是这样；SLS可以在BSS内的站点的其它组合之间发起。
通过将合适的计算机可读指令存储在AP或非AP站点的存储器24中可以为短SSW帧SLS启用AP或非AP站点。计算机可读指令可以由处理器22执行并且可以包括用于执行SLS过程50的各步骤，例如生成SSW帧60，的MAC和PHY规范。计算机可读指令可以包括短SSW帧格式69中的寻址字段格式68。
短SSW帧69在应用中尤其有用。在应用中，站点之一或两个站点具有大规模阵列天线配置。根据802.11ay，站点将保持使用802.11ad SSW帧60的能力。为了清楚起见，802.11ad SSW帧60将在本文中称为非短SSW帧。是否可以使用短SSW帧69的决定可以由站点12、14、14'做出，并且可以视两个设备是否启用短SSW等因素而定。具体地，根据802.11ay，可以为短SSW帧启用增强型DMG(enhanced DMG，EDMG)站点。
选择寻址字段格式的挑战之一在于，在重叠基本服务集(overlapping basicservice set，OBSS)环境的上下文中处理假正概率(碰撞的可能性)。
图7所示为所提出的在短SSW帧格式69的上下文中使用的寻址字段格式68。寻址字段格式68包括接收地址AID(receiver address AID，RA AID)71和发送地址AID(transmitter address AID，TA AID)73。在SLS 50期间，两个通信站点的AID可以在RA AID和TA AID字段中使用。例如，取决于发起方在SLS的给定阶段是在接收还是在传输，发起方的AID可以用于RA AID或TA AID字段。寻址字段格式总共可以具有16个比特，RA AID和TAAID可以各具有8个比特并且相互邻近。在该实施例中，RAAID是16比特寻址字段格式68中的8个MSB，而TA AID是16比特寻址字段格式68中的8个LSB。
如果AP 12是接收器或发射器，并且不具有AID，则AP 12可以在进行SLS过程50之前向自身分配AID。
(P)BSS内的假正概率可以基于“生日问题”，这是概率理论领域众所周知的示例，即在一组随机选择的人群中，某两个人将具有相同的生日。事实上，概率可以基于：
Figure GDA0002642492190000091
其中，n表示每个BSS的STA数量，H等于2^m，m表示比特数量。
引理1：OBSS(b>＝2)中，每个BSS具有相同数量的STA的OBSS的散列地址的假正概率计算为：
p(n，b，H)≈((b*n)2-((b-1)*n)2)/(2H)＝(2b-1)*n2/2H (2)
其中，b表示BSS，即OBSS的数量。
引理2：具有相同数量的STA的OBSS内的双AID计算的假正如下：
p(n，b，H)≈(b-1)*n2/H (3)
假设p<1％是良好的假正率，该假正率等同于误包率(PER)<10^(-2)。
为以下方案执行基于上文的假正计算：(i)RA AID和TA AID寻址方案(16比特双AID方案)；(ii)散列地址方案。散列地址方案为A(16bits):＝CRC16(RA(48bits)||TA(48bits))，其中A表示短SSW帧中的寻址字段，RA和TA均表示11ad SSW帧内固有的寻址字段，CRC16表示CRC 16-CCITT。
图9A的表展示了散列寻址方案的计算结果，而图9B的表展示了16比特双AID方案的计算结果，其中n表示STA的数量，b表示重叠BSS的数量。这些结果在图10A至图10D中展示的图中描绘，从这些图中可以看出，16比特双AID方案优于散列地址方案。在较低密度的OBSS和每个BSS中较高密度的站点场景中，差别尤其大。
寻址方案的选择也可以影响解码效率。事实上，图11A所示为使用散列地址方案的示例解码序列80，图11B所示为使用双AID方案的示例解码序列90。散列地址方案80在散列和匹配82(重复N次框)方面花费更多的时间，时间复杂度通常可与MAC地址列表O(N)的大小线性相关。双AID方案的解码序列90相对比较直接，并且所需时间较短。在双AID方案90中，额外验证流程92也可以用来进行识别。例如，可以检查除RA AID和TA AID字段之外的字段(例如，BSS ID)。
可以指示AP向自身分配固定AID。例如，在11ad中，以下规则可以控制AP对关联ID的分配：
·将1至254分配给STA 14、14'；
·将0分配给AP 12；
·将255分配给广播地址。
将理解，在该实施例中，当AP AID固定为零且在OBSS中运行时，AP AID存在非零假正概率。事实上，通过使上文展示的计算适应8比特上下文而非16比特上下文可以获取此种上下文中的假正概率的指示。
经发现，至少在一些场景中，通过分配独有AP AID可以降低后者的假正概率。如果AP的AID可能不同于与OBSS中其它AP的AID，则该AP的AID可以是‘独有的’。通过使OBSS中不同AP的AP AID不同具有合适的高概率可以分配独有AP AID。独有AP AID为非零的概率可以较高(例如，高于0.5)。例如，可以指示AP向自身分配随机AID。可替代地，可以指示AP基于着色方案等散列方案向自身分配AID。例如，着色方案可以基于BSS ID(48比特)。
在又一实施例中，可以指示AP将现有值的连续比特的特定独有部分，例如BSS ID的8个MSB或8个LSB等，用作AP AID。在后面这些示例的每个示例中，与固定AID场景相比，例如所有AP AID均设置为零的场景，可以认为AP AID是独有AP AID。事实上，这样可以导致为OBSS中的两个或更多AP生成相同AID的概率相当低。
经发现，AP生成的该值可以具有除上文在短SSW的上下文中所展示的用途之外的其它用途。例如，在DMG中，具有16比特AID字段的能力信元70可以用于STA AID。然而，只有8个LSB用于STA AID，其中8个MSB预留用于EDMG。可以通过使用图8B所示的AP AID的独有值来填充该AID字段中的这8个MSB来利用这8个MSB。在此上下文中，该AP AID可以称为EDMGBSS AID 78。EDMG BSS AID 78一旦由STA接收，可以用于除短SSW帧格式之外的任何合适用途。
经发现，指示AP向EDMG BSS AID分配非零值可能非常有用。还发现，使用非零EDMGBSS AID可能很有用。非零EDMG BSS AID不同于OBSS中的其它AP的EDMG BSS AID的概率很高。使AP生成单个值可能很有用。随后，该值可以用作短SSW中的AP AID，也可以用作用于任何其它合适用途的EDMG BSS AID。根据当前标准，这两个值均具有8个比特。例如，该EDMGBSS AID/AP AID值可以在STA关联过程期间或者在任何其它合适时间从AP传送到STA。因此，在上文展示的短SSW上下文中使用的AP AID可以称为EDMG BSS AID。
因此，EDMG BSS AID可以由AP随机(例如，伪随机)生成，或者可以是独有值。EDMGBSS AID值可以填充在16比特AID字段82中的8个MSB中。可以指示AP使用独有EDMG BSS AID78值来填充16比特AID字段中的8个MSB。
当开始短SSW SLS时，A-STA可以将EDMG BSS AID用作短SSW帧格式中的AP AID(即，用作RA AID或TA AID)。更具体地，例如，A-STA可以通过使用16比特AID字段82填充寻址字段68来构建短SSW帧。
可替代地，例如，EDMG BSS AID的独有值可以由STA用于除SLS之外的用途，或者在SLS期间不用作AP AID。
有很多方式可以将AP AID/EDMG BSS AID从AP传送到STA。第一示例是将AP AID包含在EDMG能力信元80内，例如图8B所示的EDMG能力信元80内。例如，在BTI 42的上下文中，可以在DMG信标中追加(例如，捎带)EDMG能力信元80。
传送AP AID/EDMG BSS AID的可能方法的其它示例可以包括：
(a)通过DMG信标发送；
(b)通过关联或重新关联响应帧(例如AP AID/EDMG BSS AID可以包含在EDMG能力信元82或另一单元内的管理帧)；
(c)通过授权确认帧(管理帧)；
(d)通过探测响应帧(管理帧)；
(e)通过扩展调度单元(扩展调度单元是一种可以捎带到任何合适管理帧的信元)；
(f)通过多BSSID单元(多BSSID单元是一种可以捎带到任何合适管理帧的信元)；
(g)通过非传输BSSID能力单元(可以捎带到任何合适管理帧的另一信元)；以及
(h)通过DMG BSS参数变更单元(可以捎带到任何合适管理帧的又一信元)。
返回参考图11B，使用双AID方案的解码序列90可以可选地包括额外验证流程92。额外验证流程92可以用来进一步地降低碰撞概率。例如，额外验证流程92可以涉及使用短SSW反馈字段75(图7)等。额外验证流程92可以涉及提供额外随机性。例如，在发起方扇区扫描(initiator sector sweep，ISS)或单播帧期间，可以预留短SSW反馈字段75用于验证10比特截短BSS ID。更普遍的是，如果不使用短SSW反馈字段75，则额外验证流程92可以在本发明上下文中使用以添加扇区ID、BSS ID信息等其它信息。
可以理解，上文描述和示出的示例旨在只是示例性的。范围由所附权利要求指示。

Claims (25)

1.一种具有多个天线扇区的第一站点与第二站点之间的波束成形的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述第一站点执行扇区级扫描SLS过程，所述SLS过程包括：使用所述天线扇区中的对应天线扇区依次向所述第二站点传输多个第一短扇区扫描SSW帧，以及依次从所述第二站点接收多个第二短SSW帧，所述第二短SSW帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联RA AID和发送地址关联TA AID，
其中，所述RA AID和所述TA AID各具有8个比特，并且在所述短SSW格式中相互邻近；
其中，所述第一站点是接入点AP；还包括：在执行所述SLS过程之前，所述AP向自身分配一个独有地址关联AP AID，并且所述接入点根据所述接入点在所述SLS过程中是执行接收步骤还是传输步骤，将所述独有地址关联AP AID用作RA AID或者TA AID；
所述方法还包括:
从所述第二站点接收多个第二短SSW帧后，基于所述RA AID和所述TA AID其中之一与所述第一站点的先前指定的AID的比较来确定所述第二站点的AID，其中，所述第一站点的先前指定的AID的确定为：所述第一站点与所述第二站点在进行关联过程期间，所述第一站点向所述第二站点分配地址关联ID STA AID，并在关联期间向所述第二站点传送所述APAID，在与所述第二站点执行SLS时将所述STA AID用作所述RA AID和所述TA AID中的一个，其中，所述第二站点在EDMG能力信元内接收EDMG BSS AID形式的所述AP AID；
所述关联过程期间包括所述第一站点与所述第二站点采用信标间隔格式通信，并且在所述信标间隔的联合波束成形训练或数据传输间隔期间，将所述EDMG能力信元中的EDMGBSS AID成为信标的一部分，所述EDMG BSS AID 使用16比特AID字段中的8个MSB以及所述STA AID 使用所述16比特AID字段中的8个LSB将所述EDMG BSS AID以及所述STA AID自所述第一站点传输至所述第二站点，其中，所述16比特AID字段放在除所述EDMG能力信元之外的单独管理帧中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寻址字段格式的长度短于接收地址长度与发送地址长度之和。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述寻址字段格式的长度短于接收地址长度，或者，所述寻址字段格式的长度短于发送地址长度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一站点是用户设备，而所述第二站点是AP；所述方法还包括：在执行所述SLS过程之前，所述用户设备在与所述接入点AP关联时，接收站点地址关联STA AID，并且所述用户设备根据所述用户设备在所述SLS过程中是执行接收步骤还是传输步骤，将所述站点地址关联STA AID用作RA AID或者TA AID。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：所述用户设备UE在所述关联时接收AP地址关联AP AID，并且在与所述AP执行所述SLS过程时将所述AP AID用作所述RA AID和TA AID中的另一个。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述UE在EDMG操作信元内接收EDMG BSSAID形式的所述AP AID。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述UE在紧邻所述STA AID的8比特字段的8比特字段中接收所述AP AID。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述UE在与所述AP关联期间接收所述APAID。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述UE在波束成形期间接收所述AP AID。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述UE在信标传输间隔期间接收所述APAID。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述AP随机生成所述AP AID。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述AP使用散列方案生成所述APAID并将所述AP AID存储在存储器内的所述AP AID的字段中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述散列方案是基于所述AP的BSS ID的着色方案。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述AP在存储器内的所述AP AID的字段中复制BSS ID的独有部分。
15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在执行所述SLS之前，所述AP向所述第二站点分配地址关联ID（STA AID）并向所述第二站点传送所述AP AID和所述STA AID邻近且为16比特AID字段格式。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在执行所述SLS之前，所述AP向所述第二站点分配地址关联STA AID并向所述第二站点传送所述AP AID；还包括：所述AP在与所述第二站点执行SLS时将STA AID用作所述RA AID和所述TA AID中的另一个。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步确定所述第二站点启用短SSW帧能力并且选择短SSW帧格式而不是非短SSW帧格式以便与所述第二站点执行所述SLS过程。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第一站点是EDMG站点，在所述第二站点中启用短SSW帧能力视所述第二站点是否是EDMG站点而定。
19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述短SSW帧格式具有6个字节且依次包括：用于包类型的2比特、用于RA AID的8比特、用于TA AID的8比特、用于CDOWN的11比特、用于RF链ID的2比特、用于短SSW反馈的11比特、用于方向的1比特、预留的1比特，以及用于FCS的4比特。
20.一种用于波束成形的第一站点，其特征在于，包括：
处理器，
收发器，以及
存储器，所述存储器具有用于执行所述具有多个天线扇区的第一站点与第二站点之间的波束成形的计算机可读指令，所述波束成形包括以下步骤：
所述第一站点执行扇区级扫描SLS过程，所述SLS过程包括：使用所述天线扇区中的对应天线扇区依次向所述第二站点传输多个第一短扇区扫描SSW帧，以及
所述第一站点依次从所述第二站点接收多个第二短SSW帧，所述第二短SSW帧具有寻址字段格式，所述寻址字段格式指定接收地址关联IDRA AID和发送地址关联TA AID，
其中，所述RA AID和所述TA AID各具有8个比特，并且在所述短SSW格式中相互邻近；
其中，所述第一站点是接入点AP；还包括：在执行所述SLS过程之前，所述AP向自身分配一个独有地址关联AP AID，并且所述接入点根据所述接入点在所述SLS过程中是执行接收步骤还是传输步骤，将所述独有地址关联AP AID用作RA AID或者TA AID；
从所述第二站点接收多个第二短SSW帧后，基于所述RA AID和所述TA AID其中之一与所述第一站点的先前指定的AID的比较来确定所述第二站点的AID，其中，所述第一站点的先前指定的AID的确定为：所述第一站点与所述第二站点在进行关联过程期间，所述第一站点向所述第二站点分配地址关联ID STA AID，并在关联期间向所述第二站点传送所述APAID，在与所述第二站点执行SLS时将所述STA AID用作所述RA AID和所述TA AID中的一个，其中，所述第二站点在EDMG能力信元内接收EDMG BSS AID形式的所述AP AID；
所述关联过程期间包括所述第一站点与所述第二站点采用信标间隔格式通信，并且在所述信标间隔的联合波束成形训练或数据传输间隔期间，将所述EDMG能力信元中的EDMGBSS AID成为信标的一部分，所述EDMG BSS AID 使用16比特AID字段中的8个MSB以及所述STA AID 使用所述16比特AID字段中的8个LSB将所述EDMG BSS AID以及所述STA AID自所述第一站点传输至所述第二站点，其中，所述16比特AID字段放在除所述EDMG能力信元之外的单独管理帧中。
21.根据权利要求20所述的第一站点，其特征在于，所述寻址字段格式的长度短于接收地址长度与发送地址长度之和。
22.根据权利要求20所述的第一站点，其特征在于，所述寻址字段格式的长度短于接收地址长度，或者，所述寻址字段格式的长度短于发送地址长度。
23.根据权利要求20所述的第一站点，其特征在于，进一步确定所述第二站点启用短SSW帧能力并且选择短SSW帧格式而不是非短SSW帧格式以便与所述第二站点执行所述SLS过程。
24.根据权利要求23所述的第一站点，其特征在于，所述第一站点是EDMG站点，在所述第二站点中启用短SSW帧能力视所述第二站点是否是EDMG站点而定。
25.根据权利要求20所述的第一站点，其特征在于，所述短SSW帧格式具有6个字节且依次包括：用于包类型的2比特、用于RA AID的8比特、用于TA AID的8比特、用于CDOWN的11比特、用于RF链ID的2比特、用于短SSW反馈的11比特、用于方向的1比特、预留的1比特，以及用于FCS的4比特。
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